הפיזיולוגיה של הנפרונים Flashcards
(40 cards)
שלושת התהליכים הפיזיולוגיים בנפרונים
- filtration
- reabsorbtion
- secretion
- erine excretion
- למרות שתהליכים
Secretion+ Reabsorption
הם הפוכים אחד לשני הם יכולים לקרות במקביל בטובולי ובכלי הדם המקיפים אותו.
סינון חומרים אנדוגניים - אשלגן ואוראה – היחידים מהחומרים האנדוגניים העוברים את שלושת התהליכים. השאר עוברים אחד או שניים.
סינון חומרים אקסוגניים - כמו תרופות – חומרים המוכנסים אל הגוף – עוברים את שלושת התהליכים.
glumerulus filtration
דם זורם דרך הגלומרולוס, פלזמה עוברת סינון דרך הנימים הגלומרלים לקפסולת באומן. באופן נורמלי, בערך 20 אחוז מהפלזמה שנכנסת לגלומרולוס עוברת בסינון. זהו השלב הראשוני ביצירת השתן. בממוצע, 125 מל של תסנין גלומרלי נוצר קולקטיבית כל דקה בכל הגלומרולי- כמות של 180 ליטר בכל יום. בהתחשב בזה שנפח הפלזמה בבוגר הוא 2.75 ליטר, זה אומר שהכליות מסננות את הפלזמה 65 פעמים כל יום.
קורה בגלומרולי, ומאפשר סינון של 180 ליטר ביממה, אך בסופו של דבר רק 1 ליטר חלק מאוד קטן באמת מופרש בשתן. נפח הפלסמה הוא 5 ליטר, כלומר, הפלסמה עוברת כל הזמן בכליות וכל הזמן מסתננת.
שטח הפנים של הקפילרות גדול מאוד ומאפשר סינון של כמות גדולה כזו של פלסמה. תסנין ראשוני זה מכיל מומסים קטנים ואינו כולל חלבונים ותאים.
הסינון קורה בגלל הלחץ המאוד גדול הנמצא בתוך הגלומורי.
Tubular reabsorption-
כאשר התסנין עובר דרך הצינוריות, חומרים חשובים בעלי ערך חוזרים ל
peritubular capillary plasma.
המעבר הסלקטיבי של חומרים מתוך הצינורית לדם נקראת
tubular rebsorption.
חומרים שנספגו חזרה נישאים על ידי נימים למערכת הורידית ואז ללב. מתוך 180 ליטר של פזמה המסוננת בכל יום, 178.5 פלזמה בממוצע נספקת מחדש. ה1.5 ליטר המסוננים ממשיכים כשתן.
Tubular secretion-
התהליך השלישי, הוא המעבר הסלקטיבי של חומרים מהנימים ללומן של הצינוריות. זה מספק נתיב שני בשביל חומרים להנס לצינוריות מהדם. רק 20 אחוז מהפלזמה שזורמת דרך הגלומרולוס מסוננת בקפסולה של באומן, שאר הדם זורם דרך הafferent artriole into the peritubular capillaries. מסלול זה מחלץ חומרים מ80 אחוז הפלזמה הלא מסוננת.
התמונה הגדולה של התהליכים הכלייתים הבסיסים
סינון גלומרולרי הוא תהליך לא הבחנתי. (להוציא תאי דם וחלבוני פזלמה). כל החורמים בדם (מים, חומרי הזנה, אלקטרוליטים, תוצרי פסולת ועוד) נכנסים ללא הבחנה ךךומן הצינורי במהלך הסינון.
התהליכים הצינוריים הם הבחנתיים מאוד, ועובדים על התסנין על מנת להחזיר לדם נוזלים בהרכב ובנפח הנחוץ על מנת לשמור על סביבה פנימית יציבה.
החומרים הלא רצויים נותרים מאחור בתסנין, על מנת לסלק אותם בצורת שתן.
הכליות פועלות רק על הפלזמה, אבל הECF מורכב מפלזמה ומנוזל בין תאי. הנוזל הבין תאי הוא הסביבה הנוזלית הפנימית האמיתית של הגוף, בגלל שהוא הרכיב היחידי של הECF שבא במגע ישיר עם התאים.
יחד עם זאת, בגלל חילופים חושפיים בין הפלזמה לISF דרך קירות הנימים (למעט חלבוני הפלזמה), הרכבו של הנוזל הבין תאי משקף את הרכבו של הפלזמה. לכן, על ידי כך שהכליות פועלות על הפלזמה, הם משמרות את את הסביבה לתפקוד תאי אופטימלי.
filtration
נוזלים שעוברים סינון, חייבים לעבור דרך שלוש שכבות של הממברנה של הגלומרולוס
- The glomerular capillary wall
- The basement membrane
- The inner layer of bowmans capsule
יחד השכבות מתפקדות כמסננת מולקולרית שמונעת מעבר של תאי דם וחלבוני פלזמה, ומאפשר מעבר של מולקולות מים ומומסים של מוקלקולות קטנות
The glomerular capillary wall –
- מורכבת משכבה אחת של תאי אנדותל. היא מחוררת על ידי הרבה נקבים שהופכים אותה לחדירה פי 100 למים ומומסים מאשר נימים בכל מקום אחר בגוף.
- המרווחים בין תאי האנדותל הם כ70 ננומטר
- לתאים שמרכיבים את הנימים יש חורים גם עליהם. (ולא רק בינהם.)
אולטרה פילטרציה –.
תהליך הוצאת המים מכלי הדם לחלל הנפרון לקבלת תסנין ראשוני
The basement membrane-
היא שכבה לא תאית ג’לטינית המורכבת מקולגן וגליקופרוטאין והיא בין הגלומרולוס וקפסולת באומן. הקולגן מספק יציבות והגליקופרוטאין מונע מעבר של חלבוני פלזמה קטנים (או שהחורים בנימים לא מספיק קטנים כדי לסנן) הודות לכך שהוא טעון שלילית ודוחה את אותם חלבונים. מכאן שחלבוני פלזמה לגמרי לא עוברים, וכמות קטנה מאחוז אחד של אלבומין בורח לתוך הקפסולה. החלבונים הקטנים שבחרו נאספים על ידי הצינורית הפרוקסמילית ועוברים תהליך שמפרק אותם לחומצות אמינו שחוזרות לדם.
Proteinuria -
במחלות מסוימות (למשל בדלקת כליות) נוגדנים נקשרים לחלבונים בעלי המטען השלילי בממברנה הבזאלית ממסכים את המטען השלילי שלה ובכך מורידים את יכולת הסינון. לכן, יוצאים מהדם חלבונים לשתן
The inner layer of bowmans capsule
- מורכבת מ
podocytes,
תאי אפיתל דמויי תמנון. יש להם התארכויות דמויות רגל, שלכל אחד מהם יש הרבה ענפים מהצד שהם התארכויות משניות
הרגל המשנית של פודוצייט אחד משתלב עם הרגל המשנית של פודוצייט סמוך באותם עוטפים את נים הגלומרול, בדומה לצורה שבה אנו משלבים אצבעות כאשר אנחנו מחזיקים כדור.
המרווחים הצרים בין החיבור של הרגליים המשניות, ידוע כfilration slits והם מספקים מעבר דרכם נוזלים יכולים לעזוב את הנימים הגלומרליים ולהכנס לתוך הלומן של קפסולת באומן. מכאן שהנתיה שמסנן חומרים דרך הממברנה הגלומרלית הוא חוץ תאי לחלוטין.
הרכב התסנין הראשוני
היות וסינון הדם כרוך במעבר דרך שלושת השכבות, יעברו מהדם לחלל הנפרון המים וכל המומסים שקטנים מ 2nm.
התסנין הראשוני שמתקבל בתהליך זה, דומה בהרכבו לפלסמה, חוץ מחלבונים ומקרו מולקולות ותאים שאינם נכללים בו.
חומרים מסתננים - מים מסתננים הכי בקלות – כמעט 100%, גם נתרן, אוריאה ומולקולות שגודלן יחסית קטן. בגלומרולי הגלוקוז כן עובר סינון, אך לאחר מכן כל הכמות של הגלוקוז שהסתננה חוזרת לדם באמצעות תהליך הספיגה מחדש.
חומרים נחסמים - ההמוגלובין אמורה להסתנן על פי הגודל שלה, אבל בגלל המטען שלה היא לא מסתננת (ממחיש את החשיבות של ה-Basal Lamina).
לסיכום סינון גלומרולרי תלוי ב -
- גודל – מולקולות בעלות רדיוס קטן מ1.8nm יעברו בקלות. מולקולות גדולות מ3.6nm לא יעברו.
- מטען חשמלי – קטיונים מסתננים בקלות יותר מאניונים באותו רדיוס.
הגורמים לסינון הגלומרלי
בגלל שהגלומרולוס הוא מקבץ של נימים, אותם עקרונות של דינמיקת נוזלים בנימים תקפה, חוץ משני יוצאי דופן חשובים:
- נימי הגלומרולוס יותר חדירים מאשר נימים בכל מקום אחר, כך שיותר נוזלים מסוננים על לחץ נתון.
- איזון הכוחות מבעד לממברנה הגלומרולית היא כזאת שסינון מתרחש לכל אורך הנימים. (לעומת נימים, שם סינון מתרחש בחלק ההתחלתי של כלי הדם וספיגה מחדש מתרחשת לקראת סוף כלי הדם.)
שלושת הגורמים:
- Glomerular capillary blood pressure- לחץ הידרוסטטי בנימיות
- Plasma colloid osmotic pressure- לחץ אוסמוטי
- Bowman capsule hydrostatic presuure- לחץ הידרוסטטי
Glomerular capillary blood pressure-
הוא הלחץ ההידרוסטטי (של הנוזל) שמופעל על ידי הדם בתוך הנימים הגלומרלים. הוא תלוי בכיווץ הלב (מקור האנרגיה שמספק את הסינון הגלומרולי) ובהתנגדות לזרימת הדם על של העורקיקים הAפרנטים וEפרנטים. הלחץ הדם בנימים הגלומרוליםמוערך ב55 ממ כספית בממוצע, והוא גבוה יותר מלחץ הדם בנימים בכל מקום אחר בגוף.הסיבה ללחץ הגבוה הוא הקוטר הגדול של העורקיקים הAפרנטים לעומת הEפרנטים. בגלל שקצב הכניסה של הדם גבוה מקצב היציאה של הדם, הלחץ נשאר גבוה כתוצאה מהצטברות דם ב בנימים הגלומרולים. בגלל ההתנגדות הגבוהה המוצעת על ידי העורקיקים הEפרנטים, לחץ הדם בנימים הגלומרולים לא צונח לאורכם.
לחם דם זה נוטה לדחוף את הנוזלים החוצה לכיוון קפסולת באומן לכל אורך ה בנימים הגלומרולים, והוא הכח העיקרי התורם לסינון.
Plasma colloid osmotic pressure-
כתוצאה מפיזור לא שווה של חלבוני הפלזמה מבין שני איזורי הפלזמה הגלומרולית. בגלל שחלבוני הממברנה לא יכולים לעבור סינון, הם נמצאים בנימים הגלומרולים אבל לא בקפסולת באומן. לפיכך, ריכוז המים גבוה יותר בקפסולת באומן מאשר בנימים הגלומרולים. הנטייה של מים לעבור על ידי אוסמוזה במורד מפל הריכוז שלו מקפסולת באומן לגלומרולוס מתנגדת לסינון. כח מתנגד זה הוא בממוצע 30 ממ כספית, שהוא גבוה במידה מעל נימים אחרים. (הוא גבוה כי יותר מים מסוננים מהדם הגלומרולי, כך שריכוז חלבוני הפלזמה גבוה יותר מאשר במקומות אחרים)
Bowman capsule hydrostatic presuure-
הלחץ שמופעל על ידי הנוזל בחלק ההתחלתי של הצינורית, מוערך בכ15 ממ כספית. הלחץ הזה נוטה לדחוף את הנוזלים אל מחוץ לקפסולה, ומתנגד לסינון הנוזלים להגלומרולוס לתוך קפסולת באומן.
- דוחף את הנוזל לתוך הנימיות. כשהנוזל נמצא בסביבה הבין תאית, הלחץ ההידרוסטטי דוחף אותו החוצה מהסביבה הבין תאית, כלומר, לתוך כלי הדם.
* אנו לא מכניסים למשוואה את הלחץ האוסמוטי בסביבה הבין תאית, מכיוון שריכוז החלבונים בסביבה הבין תאית הוא מאד נמוך, והיות והם הגורם העיקרי ללחץ האוסמוטי, ניתן להגיד כי הלחץ האוסמוטי בסביבה הבין תאית שווה ל-0.
הכוחות המניעים את הזרימה בכליה
- הפרשי לחצים הם הכח המניע הגורם לזרימה של נוזל בצינור, ומעורק הלכיה לוריד הכליה
- בעורק הכליה יש לחץ של 100-120 ממ כספית
- בעורקיק הכליה הנכנס, לחץ של 55-56 ממ כספית. זהו לחץ שגבוה יותר מכל הנימים בשאר הגוף. הסיבה ללחץ הגבוה הוא שהקוטר של העורקיק הנכנס גבוה מזה של היוצא ולכן קצב כניסת הדם גבוה מקצב יציאת הדם וגורם להצבטרות דם בנימים הגלומרולים.
- בעורקיקים היוצאים, הלחצים ההידרוסטטים והאוסמוטים משתויין, ולכן תהליך הסינון מפסיק (הכוונה בין הרכיבים הצינוריים לרכיבים הוסקולרים)
- peritubular capillary network- הלחץ ההידרוסטטי יורד בצורה קיצונית. הלחץ האוסמוטי כמעט אינו משתנה. בגלל שהלחץ האוסמוטי גבוה מהלחץ ההידרוסטטי, המים נשאבים חזרה לכלי הדם
- מרשת הקפילרות, הדם עובר לוריד הכליה ובו לחץ נמוף 10-25 ממ כספית, בגלל התכונות האלסטיות של הוריד
net filtration pressure- לחץ הסינון
Puf
מכאן שסך הסינון תלוי בשלושה גרומים:
starling force:
- לחץ הידרוסטטי בגלומרולי= 45 ממ כספית. זהו לחץ יחסית קבוע בזכות תכונות העורקיקים וההתנגדות הגבוהה המוצעת על ידי העורקיקים היוצאים
- הלחץ ההידרוסטטי בקופסת באומן. בערך 10 ממ כספית. לחץ שמתנגד ללחץ ההידרוסטטי בגלומרולוס. גם הוא יחסית קבוע.
- הלחץ האוסמוטי בגקופסית באומן. בתחילת הסינון מתנגד ללחץ ההידרוסטטי בלחץ של 28 ממ כספית. ככל שמתקדמים בהליך הסינון הוא הולך וגדל ל35 ממ כספית ומשתווה להפרש הלחצים ותנועת הנוזלים לקופסית נעצרת
- מכאן ניתן להבין כי, בתחילת התהליך מסתננת כמות מסוימת של נוזלים מכלי הדם לגלומרולרי, ולאט לאט כמות הנוזלים המסתננת הולכת ויורדת, עד שבסוף הגלומרולרי אין יותר סינון – כי הלחצים מתאזנים.
- העורקיק ה-Afferent
והלחץ האוסמוטי שבתוכו הוא המשפיע העיקרי על קצב הסינון, מכיוון שקרוב אליו מתבצע רוב תהליך הסינון – ככל שמתרחקים ממנו הפרש הלחצים מצטמצם עד שמגיע לאיזון.
לחץ הסינון -
- *PUF**
- בתחילת הגלומרולי הוא בערך 7 מ”מ כספית.
קצב הסינון GFR
- בדרך כלל, 20 אחוז מהפלזמה שנכנסת לגלומרולוס מסוננת בלחץ סינון נטו של 10 ממ כספית, ומייצרת קצב סינון שך 180 ליטר כל יום, בקצב ממוצע של 125 מל לדקה בזכרים.
*
ארבע צורות טיפול אפשריות בחומרים שהסתננו בגולמרולות
- סינון בלבד - קריאטינין – עובר רק סינון ראשוני. אין נשאים שמאפשרים ויסות של הכמות שלו מעבר למה שהשתנה בשלב הסינון הראשוני. בגלל זה משתמשים בו בתור סמן בשתן ליכולות של הכליות לסנן חומרים.
- סינון + ספיגה מחדש -גלוקוז - עובר סינון בהתחלה בגלל גודל המולקולה, אך לאחר מכן עובר ספיגה מחדש. אצל אדם בריא, לא נראה גלוקוז בשתן.
- סינון + הפרשה
- *PAH** –עובר סינון ראשוני והפרשה על מנת לפנות אותו כמו שצריך ממחזו הדם. זה חומר שנותנים אותו על מנת לבדוק תפקודי כליות.
- סינון + דיפוזיה - אוריאה – עובר סינון ראשוני והפרשה באמצעות דיפוזיה.
האנטומיה של הציונריות
- לכל אורכו, קירות הצינוריות מורכבות משכבה אחת עבה של תאים ובקרבה גדולה לרשת הנימים המקיפה אותם
- תאי האפיתל צמודים לא נוגעים זה בזה לכל אורכם, למט באיזורים שבהם הם מחוברים על ידי
tight junction
בקצה הלטרלי שלהם, באיזור שקרוב ללומן של הצינורית. - Luminal membrane\apical membrane- הממברנה של התא שפונה לתוך הלומן של הציונרית.
- Basolateral membrane- פונה לנוזל הבין תאי בגבולות הבסיס והגבולות הלטרלים של התא.
- החומרים לא יכולים לעבור בדיפוזיה מבין פתחי הצינורית, בגלל שהם צמודים מדי על ידי הגנקשן.